_ Grupul de cercetare execută simulări capabile să descriind clima Americii de Sud cu o acuratețe fără precedent

Un consorțiu format din cercetători din peste zece țări, inclusiv Brazilia, Statele Unite și unele națiuni europene, realizează simulări ale climei trecute și viitoare din America de Sud cu rezoluție fără precedent. Scopul este de a crea un model de vizualizare computerizată care să reprezinte mai exact procesele hidroclimatice care au loc în regiune pentru a ajuta factorii de decizie să implementeze măsuri mai eficiente de adaptare la impactul schimbărilor climatice.

Lucrarea a fost prezentată la o discuție pe tema climei pe 10 aprilie, în cadrul Săptămânii FAPESP Illinois, la Chicago (Statele Unite).

„Acum începem să reprezentăm corect hidroclimatul Americii de Sud la scara necesară, „, a declarat Francina Dominguez, cercetător la Centrul Național pentru Aplicații de Supercomputing de la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign și coordonator al proiectului.

Potrivit Dominguez, clima din America de Sud, ca și în toate regiunile al lumii, se schimbă. Au fost înregistrate secete crescute în sudul Amazonului, regiunea Cerrado, nordul Braziliei și Chile. Acest scenariu a afectat randamentele agricole, aprovizionarea cu apă pentru rezervoare, generarea de energie hidroelectrică și zeci de milioane de oameni din marile zone metropolitane precum São Paulo, Rio de Janeiro și Santiago de Chile.

Ghețarii andini. , care sunt o sursă importantă de apă, și-au pierdut 30% din suprafața lor în tropice și până la 60% în sudul Anzilor, cele mai mari rate de pierdere a masei ghețarilor din lume. Pe de altă parte, sud-estul Americii de Sud a cunoscut o creștere a precipitațiilor anuale și o intensificare a precipitațiilor abundente de la începutul secolului al XX-lea.

„America de Sud se confruntă cu două forțe gigantice, care sunt schimbările climatice și Schimbări de utilizare a terenurilor, care au avut loc nu numai în pădurea tropicală amazoniană, ci și în alte zone ale regiunii, cum ar fi Chaco, în Argentina. Avem și schimbări foarte mari atât în ​​climatul global, cât și în cel regional , am observat că extremele climatice se schimbă pe tot continentul, punând în pericol apa și securitatea alimentară a milioane de oameni”, a spus Dominguez.

Proiecțiile climatice viitoare se bazează pe modele climatice globale (GCM) . În ciuda faptului că s-au îmbunătățit considerabil în ultimele decenii, aceste reprezentări conceptuale ale climei globale nu sunt în măsură să surprindă detaliile hidroclimatului Americii de Sud și prezintă distorsiuni semnificative, a remarcat cercetătorul.

O parte din această problemă este legată de grosierul rezoluția spațială a acestor modele, a căror distanță orizontală dintre grile, care reprezintă pământul și oceanele, este de ordinul zecilor de kilometri (km). Drept urmare, aceștia nu pot reprezenta corect procesele care au loc la scară mai mică și în regiunile muntoase, cum ar fi ploaia în relief – care apare atunci când norii întâlnesc obstacole precum dealurile și munții – și zăpada care se acumulează pe munți și ghețari.

„Cu GCM-urile actuale, nu este posibil să se vadă topografii complexe, iar aceasta este o problemă în America de Sud, unde există Anzi și alte zone cu această caracteristică”, a spus Dominguez.

De asemenea, GCM-urile nu reușesc să reprezinte în mod realist ciclonii, jeturile de nivel scăzut — zona îngustă de vânt maxim care are loc în primii câțiva kilometri ai atmosferei — și furtunile din sistemele conjunctive organizate.

„În regiunile fluviului. Bazinul plăcilor, precum și în São Paulo și în alte zone urbane și agricole mari din America de Sud, convecția organizată este unul dintre cele mai importante mecanisme de precipitare și nu este reprezentată corect în modelele climatice globale”, a spus Dominguez.

Pe baza acestei descoperiri, cercetătorii, printr-un consorțiu de cercetare numit South America Affinity Group, au efectuat două simulări pe computer ale unui model de cercetare și prognoză meteo (WRF) cu o rezoluție înaltă fără precedent și o distanță între grilă de 4 km, reprezentând clima istorică și viitoare a continentului.

Scopul este de a utiliza simularea istorică pentru a valida modelul și a înțelege mai detaliat caracteristicile hidroclimatice ale continentului și pentru a utiliza simularea climatică viitoare. pentru a evalua schimbările care ar putea avea loc în America de Sud sub un climat mai cald.

„Acesta este un efort major care implică peste 100 de oameni de știință, mulți dintre ei din Brazilia și majoritatea din São Paulo, „, a spus Dominguez.

Conform lui Kelvin Droegemeier, profesor de științe atmosferice la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign, în ultimii ani au fost dezvoltate modele incredibil de sofisticate ale sistemului Pământului, reprezentând atmosfera, gheața, oceane și cicluri biogeochimice, printre alte elemente.

Aceste modele necesită computere foarte puternice pentru integrare pe termen lung. Problema, însă, este că pot atinge doar o mică parte din capacitatea maximă a mașinilor de astăzi.

„Modelele actuale ating doar între 2% și 3% dintr-o mașină exascale [un tip de computer performant cu o capacitate de aproximativ o mie de ori mai rapida decat cele mai puternice supercalculatoare utilizate] Este ca si cum aceste modele ar fi un Ferrari sau o masina de curse de Formula 1 si ar putea fi conduse doar cu o viteza de 25 de kilometri pe ora”, cercetatorul. comparat.

În plus, modelele au probleme de rezoluție și de fizică și nu sunt capabile să surprindă detalii precum procesele care au loc în regiuni precum America de Sud. „Aceste modele au multe probleme, dar vina nu este a lor, ci a sistemelor pe care sunt rulate”, a explicat Droegemeier.

Pentru a avansa capacitatea de calcul de a rula modele ale sistemului Pământului. , universitatea din SUA va organiza o întâlnire internațională între sfârșitul lunii septembrie și începutul lunii octombrie a acestui an, cu scopul de a dezvolta un sistem de calcul pentru știința sistemului Pământului de frontieră în simularea și proiecția climei.

„Scopul va fi de a discuta unde este sistemele de calcul ne vor permite să rulăm aceste modele la o rezoluție globală foarte mare. Avem părți interesate, cum ar fi producători de cipuri precum NVIDIA și Intel, interesați să se alăture discuției”, a spus cercetătorul.

The. Universitatea din SUA elaborează, de asemenea, un plan pentru a crea un centru național pentru prezicerea evenimentelor extreme cauzate de schimbările climatice și un altul despre știința predicției și aplicațiile acesteia, a anunțat Droegemeier.

Marcos Buckeridge, profesor la Universitatea din SUA. São Paulo (USP), a participat, de asemenea, la panelul de discuție privind studiile climatice.

(Fluierul)